超高强UHPC混凝土:性能特点与施工工艺解析
超高强UHPC(Ultra-High Performance Concrete)混凝土是一种新型水泥基复合材料,其抗压强度通常可达150MPa以上,抗折强度超过30MPa。这种材料通过优化颗粒级配和掺入钢纤维等增强材料,实现了传统混凝土性能的突破性提升www.uujsj.com。
材料组成方面,UHPC采用的水泥用量通常在800-1000kg/m³,水胶比控制在0.16-0.22之间。关键组分包括:
1. 硅灰(5-15%水泥质量)
2. 石英粉(20-30%水泥质量)
3. 高效减水剂(1.5-3%胶凝材料质量)
4. 钢纤维(体积掺量1.5-3%)
力学性能指标表现出显著优势:
- 28天抗压强度:150-250MPa
- 弹性模量:45-60GPa
- 断裂能:20,000-40,000J/m²
- 氯离子扩散系数:<0.5×10⁻¹²m²/s
施工工艺具有特殊性,主要包括以下关键环节:
1. 搅拌工艺:采用强制式搅拌机,搅拌时间控制在8-12分钟,确保钢纤维均匀分布。搅拌顺序为:先加入干料搅拌1分钟,再加入80%拌合水搅拌2分钟,最后加入剩余水和减水剂搅拌5-8分钟www.khyzd.com。
2. 浇筑工艺:
- 浇筑温度控制在10-30℃
- 采用高频振捣器振捣,频率不小于10,000次/分钟
- 分层浇筑厚度不超过300mm
- 浇筑后立即覆盖塑料薄膜保湿
3. 养护工艺:
- 蒸汽养护:20-30℃预养12小时,90℃高温养护48小时
- 标准养护:温度20±2℃,相对湿度≥95%,养护28天
耐久性方面,UHPC表现出优异的抗渗性能,其孔隙率低于2%,孔径主要分布在10-50nm范围。抗冻融循环可达1000次以上,碳化深度在50年预测期内不超过5mm。